Jakiś czas temu w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences ukazał się artykuł pt. „Trajectories of the Earth System in the Anthropocene”.
Artykuł ten wzbudził ogromne zainteresowanie – tylko w ciągu kilku pierwszych dni od opublikowania jego treść była pobierana 270 tysięcy razy, a The Guardian w odstępie niecałych dwu tygodni poświęcił mu dwa teksty.
Kolega, który przysłał mi tę publikację, uprzedzał że jest ona raczej przerażająca i bardzo przygnębiająca. Niestety, muszę się zgodzić – dyplomatycznie rzecz ujmując, lektura do lekkich nie należy. Ale jednocześnie jest to też jeden z najważniejszych i najbardziej poruszających tekstów, jakie kiedykolwiek czytałem.
Zacznijmy od tytułu. Antropocenem coraz częściej nazywa się epokę w której obecnie żyjemy, patrz przypis (1). Powód? To, jak bardzo w ciągu ostatnich 200 lat przekształciliśmy, i wciąż przekształcamy naszą planetę.
Między innymi, emitując do atmosfery potężne ilości gazów cieplarnianych – przede wszystkim dwutlenku węgla (CO2) – zmieniliśmy ziemski klimat.
Wydaje się, że już obecnie (nieodwracalnie?) wytrąciliśmy system klimatyczny naszej planety z trwających przez ostanie 1,2 miliona lat oscylacji pomiędzy kolejnymi zlodowaceniami (zamknięta niebieska trajektoria na Rys. 1). W tej chwili znajdujemy się w położeniu oznaczonym małą szarą kulką między punktami A i B na Rys. 1. W porównaniu do czasów sprzed rewolucji przemysłowej (oś pozioma) średnia temperatura Ziemi wzrosła do tej pory o ok. 1 ℃, i wciąż rośnie.
Istnieje „punkt bez powrotu”
Na tym jednak nie koniec. Autorzy zwracają uwagę, że jeśli ocieplenie naszej planety przekroczy pewną graniczną wartość to niemożliwa będzie stabilizacja ziemskiego systemu klimatycznego w stanie choćby z grubsza podobnym do stanu obecnego.
Przekroczenie tego progu może doprowadzić do sytuacji, w których średnia temperatura powierzchni Ziemi będzie znacznie wyższa niż kiedykolwiek w ciągu ostatniego 1.2 miliona lat. Oczywistą konsekwencją wyższych temperatur będzie też wzrost poziomu mórz i oceanów.
Ziemski system klimatyczny bardzo szybko (przynajmniej w skali typowych procesów geologicznych i klimatycznych) i w sposób najprawdopodobniej nieodwracalny „stoczy się” do stanu tzw. „Gorącej Ziemi” (Hothouse Earth), Rys. 2. Niegościnnej, wręcz wrogiej dla człowieka i większości obecnie istniejących gatunków. Nie przypominającej planety, jaką znamy dziś.
Nastąpi degradacja biosfery, która nie zdąży przystosować się do tak gwałtownych zmian. Wiele będzie zresztą zależało od tego, jak szybko nastąpi przejście do stanu Gorącej Ziemi – im szybciej, tym gorzej, bo tym mniej czasu na przystosowanie się do nowych warunków będziemy mieli i my, i inne gatunki. Tak czy inaczej, będzie to jakościowo nowa sytuacja.
Ale dlaczego miało by się tak stać? Wszystko przez uruchomienie tzw. dodatnich sprzężeń zwrotnych w ziemskim systemie klimatycznym.
Dodatnie sprzężenia zwrotne
O co chodzi? Najlepiej wyjaśnić na przykładzie:
Lód i śnieg odbijają promieniowanie słoneczne w większym stopniu (fachowo mówi się, że mają większe albedo) niż otwarty ocean lub ląd pozbawiony lodu i śniegu. Jednak im jest cieplej, tym mniej jest lodu i śniegu. I tym więcej promieniowania zostaje pochłonięte (zamiast być odbite) przez wolne od lodu morza i przez lądy bez pokrywy śnieżnej.
Skoro powierzchnia naszej planety pochłania więcej energii, to tym szybciej się nagrzewa, więc tym szybciej topi się pozostały lód i śnieg, itd… Diabelskie błędne koło, a raczej rozkręcająca się spirala.
Inny przykład: im jest cieplej, tym więcej gazów cieplarnianych: dwutlenku węgla i metanu (2) uwalnia się z topniejącej wiecznej (3) zmarzliny, więc tym szybciej ogrzewa się planeta.
Potencjalnych dodatnich sprzężeń zwrotnych jest niestety na naszej planecie znacznie więcej (patrz Rys. 3). Choćby zamiana tropikalnych lasów Amazonii (tzn. tych, które się jeszcze ostały…) w sawannę (Amazon forest dieback). Albo podobny proces dotyczący lasów północnych – tajgi – jej powolna zamiana w step (boreal forest dieback). Więcej informacji na temat tych i innych procesów z Rys. 3 znajdziecie Państwo w materiałach dodatkowych (Supporting Information) do omawianego artykułu.
W ziemskim systemie klimatycznym istnieją też ujemne sprzężenia zwrotne, częściowo kompensujące wzrost stężenia dwutlenku węgla (CO2) i innych gazów cieplarnianych. Niestety, mechanizmy te słabną, a ich możliwości kompensacyjne są na wyczerpaniu. W szczególności zmniejszają się możliwości pochłaniania CO2 z atmosfery, i to zarówno przez lądy, jak i przez oceany (4).
„Punkt bez powrotu” jest już blisko
Oczywiście o tym wszystkim naukowcy wiedzieli już od dawna. To, z czego jednak chyba nie zdawano sobie w pełni sprawy, to to że „punkt bez powrotu” może być osiągnięty tak szybko. Choć nie jest pewne, gdzie dokładnie się on znajduje, autorzy sugerują, że najprawdopodobniej już gdzieś w okolicy ocieplenia o 2 ℃ w stosunku do stanu sprzed rewolucji przemysłowej.
Dziś wiele osób mniej czy bardziej świadomie zakłada, że wzrost temperatury Ziemi jest, i dalej będzie, w przybliżeniu proporcjonalny do ilości wyemitowanych przez nas gazów cieplarnianych. Czyli dwa razy większe emisje to z grubsza dwa razy większy wzrost temperatury. Faktycznie, obecnie nasze emisje gazów cieplarnianych są dominującą przyczyną zmiany klimatu.
Jednak po przekroczeniu progu ocieplenia o 2 stopnie dominujące mogą stać się omawiane wyżej sprzężenia zwrotne. Dodatkowo nasilone jeszcze bezpośrednią degradacją biosfery przez człowieka (np. wycinaniem lasów równikowych). Wystąpi wtedy efekt domina: kaskada uruchamiających się jeden po drugim procesów. Niektóre z nich staną się istotne wcześniej, inne później, tzn. po przekroczeniu kolejnych wartości średniego globalnego wzrostu temperatury, patrz Rys. 3.
Inaczej niż ma to miejsce dziś, w takiej sytuacji emisje gazów cieplarnianych będą miały drugorzędne znaczenie.
Po uruchomieniu tego samonapędzającego się mechanizmu nawet zredukowanie emisji do zera już nie pomoże – będzie na to za późno
Co gorsza, wzrost temperatury o 2 stopnie to właśnie ten poziom ocieplenia, którego zobowiązaliśmy się nie przekraczać w ramach Porozumienia Paryskiego (5). Czyli nawet jakby się nam udało dotrzymać międzynarodowych umów, zrealizować najbardziej ambitne plany i wywiązać się z podjętych zobowiązań (a na to się na razie raczej nie zanosi…), to i tak nie ma żadnej gwarancji, że nie nastąpi katastrofa. Być może czasu jest więc jeszcze mniej, niż nam się do tej pory wydawało.
Podobnie alarmistycznych, wręcz katastroficznych głosów wśród klimatologów jest więcej. Na przykład James Anderson (jeden z najbardziej znanych i zasłużonych naukowców zajmujących się zmianą klimatu i chemią atmosfery) ostrzegał niedawno, że zmiany klimatyczne pchają nas z powrotem do stanu, w jakim ziemia była 33 miliony lat temu – w Eocenie – kiedy na żadnym z biegunów nie było pokrywy lodowej.
Przestrzegał też, że o ile nie zaprzestaniemy używania paliw kopalnych w ciągu następnych pięciu lat, to zmiana klimatu „wymaże całą ludzkość z powierzchni ziemi”.
Tymczasem paliw kopalnych, a przynajmniej ropy naftowej i gazu ziemnego zużywamy z roku na rok coraz więcej, a ich udział w globalnej produkcji energii od lat praktycznie się nie zmienia, i wynosi obecnie 86%.
I pewnie między innymi dlatego Mayer Hillman, urbanista i architekt zajmujący się od lat transportem, ochroną środowiska i zdrowiem publicznym stwierdził niedawno bez ogródek, że ludzkość skazana jest na zagładę. No cóż, nie od dziś wiadomo że człowiek myślący nie ma prawa być optymistą.
Musimy starać się bardziej
Ale to wszystko nie oznacza jednak, że należy poddać się defetyzmowi, a tym bardziej go szerzyć. Pokazuje za to, że musimy zwiększyć wysiłki na rzecz ratowania naszej planety.
Ale skoro powrotu do stanu sprzed rewolucji przemysłowej raczej już nie ma, to co wciąż jeszcze można zrobić?
Autorzy podkreślają, że za wszelką cenę musimy spróbować zatrzymać klimat naszej planety w stanie „Ustabilizowanej Ziemi” („Stabilized Earth”) na Rys. 1 i 2. Żeby było jasne – nawet jeśli uda się to osiągnąć, Ustabilizowana Ziemia też rajem nie będzie. Najprawdopodobniej w stanie tym Ziemia będzie bowiem gorętsza niż kiedykolwiek w ciągu przynajmniej ostatnich 800 tys. lat. Ale to i tak dużo lepsza perspektywa niż piekło „Gorącej Ziemi”.
Jednak uniknięcie tego najgorszego scenariusza wymaga od nas zdecydowanych działań. Przede wszystkim radykalnego i jak najszybszego zredukowania emisji gazów cieplarnianych. Autorzy artykułu wskazują też, że do tej pory zrobiliśmy bardzo niewiele by zapobiec katastrofie, a nasze dotychczasowe działania są zupełnie nieadekwatne do powagi sytuacji.
Powolne zmiany wzorców zachowań i technologii nie wystarczą
Potrzeba zmian fundamentalnych, głębokich i powszechnych – przeorientowania całego systemu społecznego, nowych wartości etycznych (a może raczej odkrycia na nowo wartości niegdyś w naszej kulturze obecnych, a chwilowo? zapomnianych).
Warto zwrócić uwagę na wielokrotne użycie w artykule słowa stewardship, które w tym kontekście oznacza „uważne i odpowiedzialne zarządzanie czymś, co zostało nam powierzone, byśmy się o to troszczyli”. To uderzająca zbieżność z przesłaniem encykliki Laudato Si’ papieża Franciszka.
Od tego co zrobimy (a raczej: czego nie zrobimy) w najbliższym czasie (dwie najbliższe dekady, może nawet najbliższa dekada) zależeć będą losy planety, a więc i ludzkości. Wygląda na to, że – czy nam się to podoba czy nie – przyszło nam żyć w chwili decydującej o przyszłości naszego gatunku. W obliczu śmiertelnego zagrożenia ludzie zazwyczaj się mobilizują. Oby tak było i tym razem.
Podziękowania
Za pomoc przy pisaniu tego artykułu chciałem serdecznie podziękować dr Aleksandrze Kardaś (Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego i portal Nauka o Klimacie) oraz Pawłowi Szypulskiemu (Greenpeace Polska).
Przypisy
(1) Od dr Kardaś dowiedziałem się, że odpowiednia grupa robocza rekomendowała już wprowadzenie terminu antropocen do stratygrafii (czeka na zatwierdzenie). Antropocen ma rozpoczynać się od lat pięćdziesiątych, wtedy to bowiem powstały łatwe do zidentyfikowania warstwy osadów, w których można wykryć produkty rozpadu izotopów promieniotwórczych, pochodzące z testów broni jądrowej….
(2) Metan (CH4) jest najważniejszym po dwutlenku węgla (CO2) gazem cieplarnianym, a jego wpływ na ocieplenie klimatu w przeliczeniu na jedną molekułę jest znacznie silniejszy niż w przypadku CO2. W dodatku znajdujący się w atmosferze metan jest powoli utleniany do CO2, przy okazji zwiększając produkcję troposferycznego ozonu (O3). Znajdujący się przy powierzchni ziemi ozon nie dość, że sam też jest gazem cieplarnianym, to jeszcze szkodzi naszemu zdrowiu.
(3) Podobno geologowie zaczęli ostatnio poprawiać klimatologów: z oczywistych powodów nie należy już mówić o „wiecznej”, ale o „wieloletniej” zmarzlinie…
(4) Zdolność pochłaniania CO2 przez oceany maleje zarówno w wyniku procesów w których uczestniczą żywe organizmy, jak i na skutek zmniejszenia rozpuszczalności dwutlenku węgla wraz ze wzrostem temperatury oceanu.
(5) Dr Kardaś zwróciła mi uwagę, że w Porozumieniu Paryskim zapisano co prawda jako cel zatrzymanie wzrostu średniej temperatury na poziomie poniżej 2 ℃, ale w miarę możliwości także poniżej 1,5 stopnia. W związku z tym powstaje też specjalny raport IPCC, który ma być być opublikowany 8 października. Raport podsumowuje informacje na temat tego, jaką różnicę przyniesie to „zaoszczędzone” pół stopnia. I czy w ogóle możliwe jest jeszcze zatrzymania wzrostu temperatury na granicy 1,5 stopnia, a jeśli tak, to jakie posunięcia byłyby do tego konieczne.
Niestety, obecnie jest raczej pewne, że poziom ocieplenia o 1,5 ℃ zostanie przekroczony. Być może w przyszłości, dzięki silnym ograniczeniom emisji i uruchomieniu usuwania CO2 z atmosfery (na razie brzmi jak science-fiction!) uda się z powrotem obniżyć temperaturę Ziemi. Jednak jak widać z omawianego tu artykułu [Steffen et al. 2018] okładanie koniecznych działań na przyszłość to bardzo ryzykowna taktyka. Więcej informacji na ten temat znajdziecie Państwo na portalu Nauka o Klimacie w artykule Marcina Popkiewicza.
Literatura
(poza źródłami cytowanymi w tekście)
[1] Steffen, Will, et al. „Trajectories of the Earth System in the Anthropocene”. Proceedings of the National Academy of Sciences (2018): 201810141.
[2] Dwa znakomite teksty z „The Guardian” poświęcone artykułowi z PNAS:
[3] IPCC o ograniczeniu wzrostu temperatury do 1,5 ℃.
[4] Marcin Popkiewicz o raporcie IPCC.Fot. Manon/Flickr.
